-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gummi-Metall-Verbundstoff und einen Luftreifen, der diesen verwendet, und betrifft insbesondere einen Gummi-Metall-Verbundstoff mit einem hohen wasserbeständigen Haftvermögen und einen Luftreifen, der diesen verwendet.
-
Die Verstärkung von Luftreifen und dergleichen mithilfe von zum Beispiel vermessingten Stahlcordfäden ist bekannt. Jedoch besteht bei solchem Stahlcord das Problem des schlechten wasserbeständigen Haftvermögens an Gummi.
-
Das geprüftes
japanische Patent Nr. H07-0996478 offenbart ein isoliertes Kabel, bestehend aus einem Gummi, der A) Benzotriazol und B) 1-Methylbenzotriazol und/oder 5-Methyl-1·H-benzotriazol aufweist, und einem Isolierkörper aus Kunststoff, der einen verdrillten Kupferleiter beschichtet.
-
Des Weiteren offenbart die ungeprüfte
japanische Patentanmeldung Nr. H11-092675A eine stark dämpfende Materialzusammensetzung, die durch Beimischen eines Zusatzstoffes (d. h. eines Korrosionsschutzmittels, wie 1-[N,N-Bis(2-ethyl-hexyl)aminomethyl]benzotriazol oder Ähnlichem) zu einem Polymer-Grundmaterial mit einer polaren Seitenkette und weiteres Beimischen eines Ester-Weichmachers gebildet wird.
-
Die beiden oben genannten Patentdokumente offenbaren oder empfehlen jedoch in keiner Weise das Konzept des Erhöhens des wasserbeständigen Haftvermögens durch Einbetten von verstärkenden Metall-Cordfäden in den Gummi.
-
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Gummi-Metall-Verbundstoffes mit einem hohen wasserbeständigen Haftvermögen und eines Luftreifens, der diesen verwendet.
-
Die Erfinder haben durch sorgfältige Recherche entdeckt, dass die vorstehend beschriebene Aufgabe durch Einbetten verstärkender Metall-Cordfäden in eine Gummizusammensetzung, die durch Beimischen einer bestimmten Menge eines speziellen Korrosionsschutzmittels in einen Diengummi hergestellt wird, erfüllt werden kann, und sind so bei der vorliegenden Technologie angelangt.
-
Die vorliegende Technologie wird nachstehend im Besonderen beschrieben.
- 1. Gummi-Metall-Verbundstoff, hergestellt durch das Einbetten von verstärkenden Metall-Cordfäden in eine Gummizusammensetzung, die zu 0,05 bis 10 Massenteilen ein Benzothiazol-Korrosionsschutzmittel und/oder ein Benzotriazol-Korrosionsschutzmittel pro 100 Teilen eines Diengummis aufweist.
- 2. Gummi-Metall-Verbundstoff gemäß Punkt 1, wobei das Korrosionsschutzmittel mindestens eines ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (2-Benzothiazylthio)essigsäure, 3-(2-Benzothiazylthio)propionsäure, 1-[N,N-Bis(2-ethylhexyl)aminomethyl]tolyltriazol, 1-[N,N-Bis(hydroxyethyl)aminomethyl]tolyltriazol, Carboxybenzotriazol, 1-[N,N-Bis(2-ethylhexyl)aminomethyl]methylbenzotriazol, 1,2,3-benzotriazole, 1-[N,N-Bis(2-ethylhexyl)aminomethyl]benzotriazol und 2,2'-[[(Methyl-1H-benzotriazol-1-yl)methyl]imino]bisethanol.
- 3. Gummi-Metall-Verbundstoff gemäß Punkt 1 oder 2, wobei die Gummizusammensetzung ferner 3 bis 15 Massenteile Schwefel pro 100 Massenteilen des Diengummis aufweist.
- 4. Luftreifen, der einen Gummi-Metall-Verbundstoff verwendet, der hergestellt wird durch das Einbetten von verstärkenden Metall-Cordfäden in eine Gummizusammensetzung, die 0,05 bis 10 Massenteile Benzothiazol-Korrosionsschutzmittel und/oder ein Benzotriazol-Korrosionsschutzmittel pro 100 Teilen eines Diengummis aufweist.
- 5. Luftreifen gemäß Punkt 4, wobei die verstärkenden Metall-Cordfäden mindestens ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Gürtel-Cordfäden, Karkassen-Cordfäden und Reifenwulst-Cordfäden.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden verstärkende Metall-Cordfäden in eine Gummizusammensetzung eingebettet, die durch Beimischen einer bestimmten Menge eines bestimmten Korrosionsschutzmittels in einen Diengummi hergestellt wird. Daher können ein Gummi-Metall-Verbundstoff mit einem hohen wasserbeständigen Haftvermögen und ein Luftreifen, der diesen verwendet, bereitgestellt werden.
-
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend ausführlicher erläutert.
-
Zunächst wird eine in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Gummizusammensetzung beschrieben.
-
Diengummi:
-
Es kann jeder Diengummi als der Diengummi zum Gebrauch in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, der einer Gummizusammensetzung beigemischt werden kann. Zu Ausführungsbeispielen für den Diengummi gehören Naturgummi (NR), Isopren-Gummi (IR), Butadien-Gummi (BR), Styrol-Butadien-Copolymer-Gummi (SBR), Acrylnitril-Butadien-Copolymer-Gummi (NBR) und dergleichen. Es kann einer von diesen allein verwendet werden, oder es können zwei oder mehr in jeder beliebigen Kombination verwendet werden. Außerdem sind Molekülmasse und Mikrostruktur des Diengummibestandteils nicht speziell eingeschränkt und können endständig durch eine Amin-, Amid-, Silyl-, Alkoxysilyl-, Carboxyl- oder Hydroxylgruppe oder Ähnliches modifiziert oder epoxidiert werden. Von diesen Diengummis wird, vom Gesichtspunkt der Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung aus betrachtet, vorzugsweise NR als der Diengummi beigemischt.
-
Korrosionsschutzmittel:
-
Ein Korrosionsschutzmittel zum Gebrauch in der vorliegenden Erfindung ist ein Benzothiazol- und/oder ein Benzotriazol-Korrosionsschutzmittel.
-
Bezüglich der Korrosionsschutzmittel ist, vom Gesichtspunkt der Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung aus betrachtet, das Benzothizol-Korrosionsschutzmittel vorzugsweise (2-Benzothiazylthio)essigsäure oder 3-(2-Benzothiazylthio)propionsäure; und das Benzotriazol-Korrosionsschutzmittel ist vorzugsweise 1-[N,N-Bis(2-ethylhexyl)aminomethyl]tolyltriazol, 1-[N,N-Bis(hydroxyethyl)aminomethyl]tolyltriazol, Carboxybenzotriazol, 1-[N,N-Bis(2-ethylhexyl)aminomethy]methylbenzotriazol, 1,2,3-Benzotriazol, 1-[N,N-Bis(2-ethylhexyl)aminomethyl]benzotriazol oder 2,2'-[[(Methyl-1H-benzotriazol-1-yl)methyl]imino]bisethanol. Es können je nach Bedarf zwei oder mehr dieser Korrosionsschutzmittel gemischt und verwendet werden.
-
Die Gummizusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird durch Beimischen von 0,05 bis 10 Massenteilen des Korrosionsschutzmittels pro 100 Massenteilen des Diengummis hergestellt.
-
Wenn die beigemischte Menge des Korrosionsschutzmittels weniger als 0,5 Massenteile beträgt, ist die zugeführte Menge zu gering, und die Wirkungen der vorliegenden Erfindung können nicht erzielt werden. Wenn andererseits die beigemischte Menge 10 Massenteile übersteigt, führt dies zu übermäßigen Wirkungen, und die Kostenleistung der vorliegenden Erfindung wird beeinträchtigt. Es ist mehr bevorzugt, dass 0,1 bis 2,0 Massenteile Korrosionsschutzmittel pro 100 Massenteilen des Diengummis beigemischt werden.
-
Weitere Bestandteile:
-
Die Gummizusammensetzung zum Gebrauch in der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu den vorstehenden Bestandteilen Vulkanisierungs- oder Vernetzungsmittel, Vulkanisierungs- oder Vernetzungsbeschleuniger, Füllmittel, wie Zinkoxid, Ruß, Siliziumdioxid, Ton, Talk und Calciumcarbonat, verschiedene die, Alterungsverzögerer, Weichmacher und verschiedene andere Zusatzstoffe, die üblicherweise in Gummizusammensetzungen zu finden sind, aufweisen. Die Zusatzstoffe werden mithilfe eines üblichen Verfahrens beigemischt, um eine Zusammensetzung zu erhalten, die dann zur Vulkanisierung oder Vernetzung verwendet werden kann. Diese Zusatzstoffe können in üblichen Standardmengen beigemischt werden, solange die Erfüllung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung dadurch nicht behindert wird.
-
Man beachte, dass bei Verwendung von Schwefel als Vulkanisierungsmittel vom Gesichtspunkt der Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung aus betrachtet eine beigemischte Menge davon vorzugsweise 3 bis 15 Massenteile und mehr bevorzugt von 4 bis 9 Massenteile pro 100 Massenteilen des Diengummis beträgt.
-
Außerdem beträgt bei Verwendung von Zinkoxid vom Gesichtspunkt der Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung aus betrachtet eine beigemischte Menge davon vorzugsweise 5 bis 15 Massenteile und mehr bevorzugt von 7 bis 11 Massenteile pro 100 Massenteilen des Diengummis.
-
Außerdem wird der Gummizusammensetzung vom Gesichtspunkt der Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung aus betrachtet vorzugsweise eine organische Cobaltverbindung wie zum Beispiel Cobaltbenzoat, Cobaltnaphthenat, Cobaltsterat, Cobaltneodecanoat, Cobaltorthoborat, Cobaltoctoat, ein Cobalt-Bor-Komplex oder Ähnliches beigemischt. Eine beigemischte Menge davon, wie Cobalt, beträgt vorzugsweise 0,1 bis 3,0 Massenteile und mehr bevorzugt von 0,2 bis 1,0 Massenteile pro 100 Massenteilen des Diengummis.
-
Zu Ausführungsbeispielen der verstärkenden Metall-Cordfäden zum Gebrauch in der vorliegenden Erfindung gehören verstärkende Metall-Cordfäden, die herkömmlich in Förderbändern, Schläuchen, Reifen und dergleichen verwendet werden. Bei Anwendung in einem Reifen können die verstärkenden Metall-Cordfäden zum Beispiel ein Gürtel, eine Karkasse oder eine unter einer Lauffläche eingebettete Reifenwulst (einschließlich Reifenwulstkern und darin enthaltener Stahlcord) sein. Außerdem sind die verstärkenden Metall-Cordfäden vorzugsweise vermessingt.
-
Der Gummi-Metall-Verbundstoff der vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel hergestellt werden, indem die Gummizusammensetzung durch Mischen der verschiedenen Bestandteile in einem Allzweckmischer, wie einem Banbury-Mischer oder einem Walzenmischer zubereitet wird, wobei die verstärkenden Metall-Cordfäden darin eingebettet werden und die Gummizusammensetzung zum Beispiel gemäß einem herkömmlichen Verfahren vulkanisiert wird.
-
Zu Ausführungsbeispielen für Anwendungen des Gummi-Metall-Verbundstoffes der vorliegenden Erfindung gehören Förderbänder, Schläuche, Reifen und dergleichen, Reifenanwendungen sind jedoch besonders bevorzugt. Bei Verwendung in einer Reifenanwendung ist das Herstellungsverfahren davon nicht speziell eingeschränkt, und ein Luftreifen kann gemäß einem bekannten Verfahren hergestellt werden.
-
Ausführungsbeispiele
-
Die vorliegende Erfindung ist mit Bezug auf die nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und Vergleichsbeispiele ausführlich erläutert. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
-
Ausführungsbeispiele 1 bis 4 und Vergleichsbeispiele 1 bis 2
-
Probenvorbereitung
-
Gemäß der in Tabelle 1 dargestellten Zusammensetzung (Massenteile) wurden die anderen Bestandteile als die Vulkanisationsbestandteile (Vulkanisierungsbeschleuniger und Schwefel) drei Minuten lang in einem verschlossenen 1,7-Liter-Banbury-Mischer geknetet. Dann wurde die Zusammensetzung aus dem Mischer entladen und auf Raumtemperatur abgekühlt. Danach wurde die Gummizusammensetzung hergestellt, indem die Zusammensetzung erneut in denselben Banbury-Mischer gegeben wurde, wobei die Vulkanisationsbestandteile hinzugegeben wurden, und dann geknetet wurde. Als Nächstes wurden unter Verwendung der erhaltenen Gummizusammensetzung physikalische Eigenschaften gemäß den folgenden Testverfahren gemessen.
-
Adhäsions-Leistungstest vor Alterung: Das Testen erfolgte gemäß ASTM D-2229. Vermessingte Stahlcordfäden, die parallel im Abstand von jeweils 12,7 mm ausgelegt wurden, wurden mit der Gummizusammensetzung beschichtet, auf eine Länge von 12,7 mm eingebettet und durch Vulkanisation unter Vulkanisationsbedingungen – 20 Minuten bei 160°C – verbunden. Dadurch wurde eine Adhäsionsprobe hergestellt. Die Stahlcordfäden wurden aus dieser Adhäsionsprobe herausgezogen, und anhand der Auszugskraft und der noch an der Oberfläche der Stahlcordfäden anhaftenden Gummimenge (%) wurde eine Bewertung durchgeführt. Die Ergebnisse werden als Indexwerte angegeben, wobei der Wert von Vergleichsbeispiel 1 100 beträgt. Höhere Indexwerte geben eine höhere Adhäsionskraft gegenüber Gummi an.
-
Adhäsions-Leistungstest nach Alterung: Die vorstehend beschriebene vulkanisierte Adhäsionsprobe wurde unter den folgenden Bedingungen zwei Wochen lang altern gelassen: Temperatur = 70°C; Feuchtigkeit = 96%. Diese Probe wurde demselben Test wie bei dem Adhäsions-Leistungstest vor Alterung unterzogen und anhand der Auszugskraft und der noch an der Oberfläche der Stahlcordfäden anhaftenden Gummimenge (%) wurde eine Bewertung durchgeführt. Die Ergebnisse werden als Indexwerte angegeben, wobei der Wert von Vergleichsbeispiel 1 100 beträgt. Höhere Indexwerte geben eine höhere Adhäsionskraft gegenüber Gummi an.
-
Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1
| | Vgl.-Bsp. 1 | Vgl.-Bsp. 2 | Ausf.-Bsp. 1 | Ausf.-Bsp 2 | Ausf.-Bsp 3 | Ausf.-Bsp. 4 |
| NR*1 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Ruß*2 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 |
| Zinkoxid*3 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Alterungsverzögerer-1*4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Alterungsverzögerer-2*5 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Organische Cobaltverbindung*6 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Harz*7 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Schwefel *8 | 7.5 | 7.5 | 7.5 | 7.5 | 7.5 | 7.5 |
| Vulkanisierungsbeschleuniger*9 | - | 0,5 | - | - | - | - |
| Korrosionsschutzmittel-1*10 | - | - | 0,33 | - | - | 1 |
| Korrosionsschutzmittel-2*11 | - | - | - | 0,33 | - | - |
| Korrosionsschutzmittel*12 | - | - | - | - | 0,33 | - |
| Harz-Härtungsmittel*13 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Testergebnisse | | | | | | |
| Adhäsions-Leistungstest vor Alterung (Auszugskraft) | 100 | 101 | 99 | 108 | 102 | 99 |
| Adhäsions-Leistungstest von Alterung (Anhaftung) | 100 | 99 | 101 | 100 | 101 | 102 |
| Adhäsions-Leistungstest nach Alterung (Auszugskraft) | 100 | 102 | 104 | 109 | 104 | 103 |
| Adhäsions-Leistungstest nach Alterung (Anhaftung) | 100 | 110 | 115 | 113 | 112 | 113 |
*1: NR (RSS Nr. 3)
*2: Ruß (SEAST KH, hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd.; Iodabsorptionszahl: 90 cm
3/100 g; DBP-Absorptionszahl: 119 × 10
–5m
3/kg)
*3: Zinkoxid (Zinkoxid Nr. 3, hergestellt von Seido Chemical Industry Co., Ltd.)
*4: Alterungsverzögerer-1 (Santoflex 6PPD, hergestellt von Flexsys)
*5: Alterungsverzögerer-2 (Nocrac 224, hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.)
*6: Organische Cobaltverbindung (Cobaltnaphthenat, hergestellt von Nippon Mining & Metals Co., Ltd.; Co-Gehalt = 10 Gew.-%)
*7: Harz (SUMIKANOL 610, hergestellt von Taoka Chemical Co., Ltd.)
*8: Schwefel (Crystex HS OT 20, hergestellt von Akzo Nobel)
*9: Vulkanisierungsbeschleuniger (Nocceler DZ, N,N-Dicyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamid, hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.)
*10: Korrosionsschutzmittel-1 (ABT, (2-Benzothiazylthio)essigsäure, hergestellt von Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.)
*11: Korrosionsschutzmittel-2 (PBT, 3-(2-Benzothiazylthio)propionsäure, hergestellt von Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.)
*12: Korrosionsschutzmittel-3 (Benzotriazol-Korrosionsschutzmittel, hergestellt von Johoku Chemical Co., Ltd.; Verbindungsname = 1,2,3-Benzotriazol)
*13: Harz-Härtungsmittel (Sumikanol 507A, hergestellt von Bara Chemical Co., Ltd.)
-
Bei den gemäß Ausführungsbeispielen 1 bis 4 hergestellten Gummi-Metall-Verbundstoffen wird einem Diengummi eine bestimmte Menge eines bestimmten Korrosionsschutzmittels beigemischt, und verstärkende Metall-Cordfäden werden in die erhaltene Gummizusammensetzung eingebettet. Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, wird somit im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 1, das für den Stand der Technik repräsentativ ist, das wasserbeständige Haftvermögen erhöht.
-
Dahingegen ist Vergleichsbeispiel 2 ein Beispiel, bei dem das Korrosionsschutzmittel durch einen Vulkanisierungsbeschleuniger ersetzt wurde (eine Molmenge des Vulkanisierungsbeschleunigers war gleich der Molmenge des in den Ausführungsbeispielen verwendeten Korrosionsschutzmittels), jedoch wurde das wasserbeständige Haftvermögen gleich dem der Ausführungsbeispiele nicht erreicht.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 07-0996478 [0003]
- JP 11-092675 A [0004]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-